17.如圖甲所示是某船廠設(shè)計(jì)的打撈平臺(tái)裝置示意圖.A是動(dòng)滑輪,B是定滑輪,C是卷揚(yáng)機(jī),卷揚(yáng)機(jī)拉動(dòng)鋼絲繩通過滑輪組AB豎直提升水中的物體,可以將實(shí)際打撈過程簡(jiǎn)化為如圖乙所示的示意圖.在一次打撈重物的作業(yè)中,重物浸沒水中勻速上升的過程中,打撈平臺(tái)浸入水中的體積相對(duì)于動(dòng)滑輪A未掛重物時(shí)變化了0.8m3;在重物全部露出水面并勻速上升的過程中,打撈平臺(tái)浸入水中的體積相對(duì)于動(dòng)滑輪A未掛重物時(shí)變化了1.2m3.鋼絲繩的重量、軸的摩擦力及水對(duì)重物的阻力均忽略不計(jì)(水的密度取1.0×103kg/m3,g取10N/kg).求:
(1)重物的重力;
(2)重物浸沒在水中受到的浮力;
(3)物體的密度;
(4)當(dāng)重物浸在水下勻速上升時(shí),卷揚(yáng)機(jī)勻速拉動(dòng)鋼絲繩的拉力大小為3×103N,當(dāng)物體完全露出水面后勻速上升時(shí),鋼絲繩的拉力為多少?

分析 (1)在沉船全部露出水面勻速上升的過程中,打撈平臺(tái)浸入水中的體積相對(duì)于動(dòng)滑輪A未掛沉船時(shí)變化了1m3,根據(jù)F=ρgV求出打撈平臺(tái)增大的浮力,即為沉船的重力;
(2)在沉船浸沒水中勻速上升的過程中,打撈平臺(tái)浸入水中的體積相對(duì)于動(dòng)滑輪A未掛物體時(shí)變化了0.4m3;根據(jù)F=ρgV求出打撈平臺(tái)增大的浮力,然后求出沉船受到的浮力;
(3)根據(jù)F=ρgV求出物體排開水的體積,即為物體的體積,然后可求得物體的密度;
(4)當(dāng)物體浸沒在水中勻速上升時(shí),把動(dòng)滑輪和物體看成一個(gè)整體,對(duì)這個(gè)整體受力分析,然后根據(jù)F=$\frac{1}{3}$G可求得鋼絲繩的拉力.

解答 解:(1)在重物全部露出水面勻速上升的過程中,打撈平臺(tái)浸入水中的體積相對(duì)于動(dòng)滑輪A未掛物體時(shí)變化了1.2 m3
則打撈平臺(tái)增大的浮力F=ρgV=1×103kg/m3×10 N/kg×1.2 m3=1.2×104N,
即重物的重力為G=1.2×104N.
(2)在重物浸沒水中勻速上升的過程中,打撈平臺(tái)浸入水中的體積相對(duì)于動(dòng)滑輪A未掛物體時(shí)變化了0.8 m3,則打撈平臺(tái)增大的浮力:
F浮1=ρgV排1=1×103kg/m3×10 N/kg×0.8 m3=8×103N,
所以重物浸沒水中受到的浮力為F浮2=G-F浮1=1.2×104N-8×103N=4×103N.
(3)由F=ρgV可得,
排開水的體積V=$\frac{{F}_{浮2}}{{ρ}_{水}g}$=$\frac{4×1{0}^{3}N}{1.0×1{0}^{3}kg/{m}^{3}×10N/kg}$=0.4m3,
因?yàn)槲矬w浸沒,所以物體的體積V=V=0.4m3,
物體的質(zhì)量m=$\frac{G}{g}$=$\frac{1.2×1{0}^{4}N}{10N/kg}$=1.2×103kg,
物體的密度ρ=$\frac{m}{V}$=$\frac{1.2×1{0}^{3}kg}{0.4{m}^{3}}$=3×103kg/m3,
(4)當(dāng)物體浸沒在水中勻速上升時(shí),把動(dòng)滑輪和物體看成一個(gè)整體,對(duì)這個(gè)整體受力分析可得:
G動(dòng)=3FA+F-G=3×3×103N+4×103N-1.2×104N=1000N,
當(dāng)物體完全出水后,鋼繩的拉力${F}_{拉}^{′}$=$\frac{G+{G}_{動(dòng)}}{3}$=$\frac{1.2×1{0}^{4}N+1000N}{3}$≈4.3×103N.
答:(1)重物的重力為1.2×104N;
(2)重物浸沒在水中受到的浮力4×103N;
(3)物體的密度為3×103kg/m3
(4)當(dāng)物體完全露出水面后勻速上升時(shí),鋼絲繩的拉力為4.3×103N.

點(diǎn)評(píng) 此題是簡(jiǎn)單機(jī)械、浮力、機(jī)械效率綜合計(jì)算題,難度較大,能夠分析出船在水中的浮力變化是解決此題的關(guān)鍵.

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:初中物理 來源: 題型:實(shí)驗(yàn)探究題

7.為了測(cè)量不規(guī)則石塊的密度,小華做了如下實(shí)驗(yàn):
(1)將天平放在水平桌面上,移動(dòng)游碼至標(biāo)尺左端“0”刻度后,發(fā)現(xiàn)指針位置如圖甲所示,此時(shí)應(yīng)將橫梁平衡螺母向左調(diào)節(jié).
(2)測(cè)量質(zhì)量時(shí),應(yīng)將石塊放在左盤中,在另一盤加入一定量的砝碼后,天平的指針偏向左側(cè),再加入最小的5g砝碼后,指針偏向右側(cè),這時(shí)石塊的質(zhì)量小于(大于、等于、小于)右盤中砝碼的總質(zhì)量,接下來的下來的操作是取下5g砝碼并向右移動(dòng)游碼,直至天平平衡.
(3)天平平衡后,結(jié)果如圖乙所示,石塊的質(zhì)量為33g.
(4)在量筒中注入15ml的水,系上細(xì)線后將石塊放入,如圖丙所示,石塊的體積為10cm3,石塊的密度為3.3×103kg/m3
(5)如果細(xì)線的直徑是0.5mm,則細(xì)線對(duì)所測(cè)石塊的密度無影響(有、無).

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科目:初中物理 來源: 題型:實(shí)驗(yàn)探究題

8.在探究壓力的作用效果與那些因素有關(guān)的實(shí)驗(yàn)中,某同學(xué)利用了兩個(gè)相同的木塊和一塊海綿,如圖.
(1)實(shí)驗(yàn)中通過觀察海綿的凹陷程度 來比較壓力作用的效果,這種實(shí)驗(yàn)方法叫轉(zhuǎn)換法;
(2)通過對(duì)甲、乙兩次實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行比較,可以得出:當(dāng)壓力一定時(shí),受力面積越小,壓力的作用效果越明顯;
(3)對(duì)比甲、丁兩圖,得出壓力作用效果與壓力大小無關(guān).你認(rèn)為是否正確,并敘述理由:不正確,沒有控制受力面積不變.

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科目:初中物理 來源: 題型:實(shí)驗(yàn)探究題

5.如圖所示,用質(zhì)量不同的鋼球A、B,從同一斜面的同一高度由靜止滑下,撞擊同一塊木塊C,木塊移動(dòng)的距離可以反映動(dòng)能的大。

(1)讓鋼球A、B從同一斜面的同一高度由靜止?jié)L下,是為了使鋼球滾到斜面底端時(shí)具有相同的速度;
(2)本實(shí)驗(yàn)研究的是鋼球具有動(dòng)能大小根質(zhì)量的關(guān)系;
(3)實(shí)驗(yàn)可得結(jié)論:速度相同時(shí),質(zhì)量越大動(dòng)能越大.
(4)若讓鋼球A從同一斜面的不同高度由靜止?jié)L下,目的是研究鋼球具有的動(dòng)能大小跟速度的關(guān)系.

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科目:初中物理 來源: 題型:實(shí)驗(yàn)探究題

12.在“探究導(dǎo)體的電流跟電阻的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)中,老師提供的器材有:電源(電壓恒為4.5V),電流表、電壓表和開關(guān)各一個(gè),四個(gè)定值電阻(10Ω、15Ω、20Ω、30Ω),滑動(dòng)變阻器一個(gè),導(dǎo)線若干.
(1)請(qǐng)用筆畫線表示導(dǎo)線,在圖(甲)中將實(shí)驗(yàn)電路圖連接完整.
(2)實(shí)驗(yàn)時(shí),小紅先在ab間接入10Ω電阻,移動(dòng)滑片P至一位置,記錄相應(yīng)的電壓、電流值;再改接15Ω的電阻,滑動(dòng)變阻器的滑片P較上一次應(yīng)靠近c(diǎn)(選填“c”或“d”)端,才能完成數(shù)據(jù)的測(cè)量.
(3)通過實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),得到如圖(乙)所示導(dǎo)體的電流I 隨電阻R變化的圖象,由圖象可得出結(jié)論:電壓一定時(shí),通過導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體的電阻成反比.
(4)本實(shí)驗(yàn)需在ab間先后接入上述四個(gè)定值電阻,為完成整個(gè)實(shí)驗(yàn),應(yīng)該選最大阻值不小于15Ω規(guī)格的滑動(dòng)變阻器.
(5)小雨重新設(shè)計(jì)了電路,保持電壓表的示數(shù)為1.5V,得到了與圖乙相同的數(shù)據(jù),也完成了實(shí)驗(yàn)探究.小雨和小紅的實(shí)驗(yàn)相比不同之處是:電壓表接在了變阻器兩端.

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科目:初中物理 來源: 題型:作圖題

2.(1)如圖甲所示,重為15N的小木球漂浮在水面上,請(qǐng)用力的示意圖畫出它所受到的重力和浮力.
(2)如圖乙所示,一個(gè)質(zhì)量為m的小球用繩系著懸掛在豎直、光滑的墻壁上.在圖上畫出小球所受拉力和小球?qū)Ρ趬毫Φ氖疽鈭D.
(3)物體A重GA=10N,物體B重GB=30N,現(xiàn)用水平推力F=100N將它們壓在豎直墻壁上靜止.如圖丙所示,畫出B所受兩側(cè)的摩擦力的示意圖 (要標(biāo)寫出力的大。

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科目:初中物理 來源: 題型:計(jì)算題

9.如圖所示,電源兩端電壓為12V且保持不變.當(dāng)只閉合開關(guān)S1時(shí),電壓表V2的示數(shù)為U2,電阻R3的功率為4W;當(dāng)開關(guān)S1和S2都閉合時(shí),電壓表V1的示數(shù)為U1,電阻R1的功率為8W.已知U1=U2,求電阻R2的阻值.

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科目:初中物理 來源: 題型:填空題

6.單位換算:3.6mA=3.6×10-3A.

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科目:初中物理 來源: 題型:實(shí)驗(yàn)探究題

7.如表是小明測(cè)一滑輪組機(jī)械效率時(shí)收集的有關(guān)數(shù)據(jù).
動(dòng)滑輪重
G動(dòng)/N
物重G/N鉤碼上升高度h/m動(dòng)力F/N動(dòng)力作用點(diǎn)
移距離s/m
滑輪組的機(jī)械
效率η
10.510.10.70.347.6%
20.520.11.10.360.6%
30.540.120.3①66.7%
(1)請(qǐng)?jiān)趫D中畫出實(shí)驗(yàn)中滑輪組的繞繩方法.
(2)將表格中的數(shù)據(jù)補(bǔ)充完整.
(3)用同一滑輪組提升不同重物至同一高度,提升的物重增加時(shí),除克服動(dòng)滑輪重所做的額外功外,其它額外功將變大(選填“變大”、“變小”或“不變”).進(jìn)一步分析可知,在動(dòng)滑輪和繩重一定的情況下,該滑輪組的機(jī)械效率與物重和摩擦力有關(guān).
(4)第一次實(shí)驗(yàn)中,鉤碼上升0.1m所用的時(shí)間為1.5s,則動(dòng)力的功率為0.14W.

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同步練習(xí)冊(cè)答案